电动机驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动机驱动装置。
【背景技术】
[0002]在电动机的启动时或驱动中，在因某种因素(电动机被手压住等)导致电动机成为约束状态(或与其类似的异常状态)的情况下，有电流持续流入特定的相间(从U相到V相等)而导致电动机驱动装置或电动机的破坏的危险。
[0003]因此，在现有的电动机驱动装置中，搭载着约束保护电路，当持续规定时间未产生FG (Frequency Generator，频率发生器)信号(电动机转速信号)的脉冲时，该约束保护电路会判定电动机为约束状态而强制停止电动机的驱动。
[0004]此外，作为与本发明相关的现有技术的一例，可列举专利文献I。
[0005][先前技术文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]日本专利特开2012-70605号公报
【发明内容】
[0008][发明要解决的问题]
[0009]若为以附有传感器的电动机为驱动对象的电动机驱动装置，则可监视由霍尔元件产生的FG信号而实现所述电动机约束保护动作。
[0010]另一方面，以无传感器电动机为驱动对象的电动机驱动装置是检测电动机线圈中产生的感应电压而产生FG信号，因此即便电动机为约束状态也有可能因噪声等某些原因使FG信号产生脉冲，难以监视FG信号而准确地施加电动机约束保护。
[0011]鉴于由本申请的发明人发现的所述问题点，本发明的目的在于提供一种可容易且准确地检测电动机的异常状态的电动机驱动装置。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]为了达成所述目的，本发明的电动机驱动装置构成为包含:控制电路，产生驱动器控制信号；驱动电路，根据所述驱动器控制信号，产生电动机驱动信号；初始位置检测电路，检测电动机的初始位置；及旋转检测电路，检测所述电动机的旋转状态；且所述控制电路在所述电动机开始正常旋转前，反复进行包含初始位置检测、初始转矩施加、及电动机旋转检测的一系列启动处理，在其重复次数达到阈值时强制停止所述电动机的驱动(第一构成)。
[0014]此外，在包含第一构成的电动机驱动装置中，可构成为:所述初始位置检测电路是通过感应传感来检测所述初始位置(第二构成)。
[0015]另外，在包含第一或第二构成的电动机驱动装置中，可构成为:所述旋转检测电路监视电动机线圈中产生的感应电压而检测所述电动机的旋转状态(第三构成)。
[0016]另外，在包含第三构成的电动机驱动装置中，可构成为:所述旋转检测电路根据所述电动机线圈中产生的感应电压而产生各相的零交叉信号，并且根据所述各相的零交叉信号而产生与电动机转速对应的电动机转速信号，且所述控制电路监视所述各相的零交叉信号或所述电动机转速信号，而检测所述电动机的旋转状态是否正常(第四构成)。
[0017]另外，在包含第一至第四中任一构成的电动机驱动装置中，可构成为:所述控制电路在所述电动机的旋转状态变为不正常时再次实施所述启动处理(第五构成)。
[0018]另外，在包含第一至第五中任一构成的电动机驱动装置中，可构成为:所述控制电路在所述启动处理时，反复进行多组所述初始位置检测与所述初始转矩施加后进行所述电动机旋转检测(第六构成)。
[0019]另外，本发明的半导体装置构成为:是将包含第一至第六中任一构成的电动机驱动装置集成化而成(第七构成)。
[0020]另外，本发明的电子设备构成为包含:包含第七构成的半导体装置；及无传感器电动机，由所述半导体装置驱动(第八构成)。
[0021]此外，包含第八构成的电子设备可构成为还包含:数字信号处理器，产生目标转速信号；&PLL电路，通过对从所述数字信号处理器输入的所述目标转速信号与从所述半导体装置输入的电动机转速信号进行相位同步控制，产生加速信号与减速信号，并输出到所述半导体装置(第九构成)。
[0022]另外，包含第九构成的电子设备可构成为还包含:第一基板，搭载所述数字信号处理器及所述PLL电路；及第二基板，搭载所述半导体装置及所述无传感器电动机(第十构成)。
[0023][发明效果]
[0024]若为本发明的电动机驱动装置，则可容易且准确地检测电动机的异常状态。
【附图说明】
[0025]图1是表示电子设备的整体构成的框图。
[0026]图2是表不电动机驱动器IC 21的一构成例的框图。
[0027]图3是表不启动处理的一例的流程图。
[0028]图4是表示启动处理的一例的时序图。
[0029]图5是表示电动机约束保护的一例的流程图。
[0030]图6是表示电动机约束保护的一例的时序图。
【具体实施方式】
[0031]<电子设备>
[0032]图1是表示电子设备的整体构成的框图。本构成例的电子设备I包含主基板10及电动机基板20。在主基板10，搭载着数字信号处理器11(以下称DSP[digital signalprocessor] 11)、及PLL电路12。另一方面，在电动机基板20，搭载着电动机驱动器IC 21及无传感器电动机22。
[0033]DSP 11产生与无传感器电动机22的目标转速对应的目标转速信号SI (频率信号)并输出到PLL电路12。
[0034]PLL电路12通过对从DSP 11输入的目标转速信号SI与从电动机驱动器IC 21输入的电动机转速信号S2 (称为FG (Frequency Generator,频率发生器)信号的频率信号)进行相位同步控制，产生加速信号SU与减速信号SD并输出到电动机驱动器IC 21。更具体来说，PLL电路12在电动机转速信号S2的频率低于目标转速信号SI的频率时(电动机转速低于目标转速时)产生加速信号SU的脉冲，在电动机转速信号S2的频率高于目标转速信号SI的频率时(电动机转速高于目标转速时)产生减速信号SD的脉冲。
[0035]电动机驱动器IC 21是将成为无传感器电动机22的驱动控制主体的电动机驱动装置集成化而成的半导体装置。电动机驱动器IC 21根据从PLL电路12输入的加速信号SU与减速信号SD，产生电动机驱动信号S3，并使用该信号来进行无传感器电动机22的驱动控制。另外，电动机驱动器IC 21通过检测电动机线圈中产生的感应电压，来产生与无传感器电动机22的电动机转速对应的电动机转速信号S2，并将该信号输出到PLL电路12。
[0036]无传感器电动机22是通过从电动机驱动器IC 21输入的电动机驱动信号S3而被驱动。由于无传感器电动机22中不具备霍尔元件，因此在小型化或低成本化的方面有利。
[0037]<电动机驱动器IC >
[0038]图2是表示电动机驱动器IC 21的一构成例的框图。在本构成例的电动机驱动器IC 21中，作为用来形成电动机驱动装置的电路区块，集成化着控制电路100、驱动电路200、初始位置检测电路300、及旋转检测电路400。
[0039]控制电路100接收加速信号SU与减速信号SD的输入，产生驱动器控制信号SlO。更具体来说，控制电路100用以下方式产生驱动器控制信号SlO:接收加速信号SU的脉冲而提高电动机转速，另一方面，接收减速信号SD的脉冲而降低电动机转速。此外，控制电路100接收初始位置检测信号S20或零交叉信号S30(或者电动机转速信号S2)的输入，进行无传感器电动机22的启动处理或整流处理。另外，控制电路100除接收所述信号以外，还接收各种控制信号S40(温度保护信号或减电压保护信号等)的输入，产生反映这些信号的内容的驱动器控制信号S10。
[0040]而且，控制电路100还具备以下功能:在无法正常结束无传感器电动机22的启动处理时，进行电动机约束保护动作。关于该方面，在下文进行详细说明。
[0041 ] 驱动电路200根据从控制电路100输入的驱动器控制信号S10，产生3相的电动机驱动信号S3 (U、V、W)，并将这些信号输出到无传感器电动机22的各相电动机线圈。
[0042]初始位置检测电路300在无传感器电动机22启动时检测无传感器电动机22的初始位置(转子的初始相位)，并产生表示其检测结果的初始位置检测信号S20。此外，作为用来检测无传感器电动机22的初始位置的方法，例如可采用感应传感。当对停止的无传感器电动机22的各相路径(U — V、U — W、V — U、V — W、W — U、W — V共6种模式)分别供给试验电流时，初始位置检测电路300对流入各相路径的电流进行排序，并基于其结果来检测无传感器电动机22的初始位置。此外，可检测流入驱动电路200的汇点电流Isink作为流入各相路径的电流。另外，和无传感器电动机22的正常驱动时一样，试验电流的供给是利用控制电路100及驱动电路200进行。此外，为了防止无传感器电动机22因试验电流而旋转，理想的是试验电流的电流值小于正常驱动时的电流值，另外，理想的是试验电流的供给期间短于正常驱动时的供给期间。
[0043]旋转检测电路400分别检测各相的电动机线圈中产生的感应电压的零交叉时序(各相的感应电压与中点电压Vcom的一致时序)，并产生各相的零交叉信号S30(U、V、W)。此外，在零交叉时序的检测期间中，将驱动电路200的各相输出均设为高阻抗状态，以便能观察到电动机线圈中产生的感应电压。
[0044]另外，旋转检测电路400根据各相的零交叉信号S30 (U、V、W)产生电动机转速信号S2，并将该信号输出到PLL电路12。此外，作为电动机转速信号S2，可选择输出任一相(例如U相)的零交叉信号S30，也可为合成各相的零交叉信号S30 (U、V、W)而产生的信号。
[0045]<启动处理>
[0046]图3是表示通过控制电路100实施的启动处理的一例的流程图。当无传感器电动机22的启动处理开始时，首先，在步骤#10中，进行停止的无传感器电动机22的初始位置检测。在采用所述感应传感作为初始位置的检测方法的情况下，在步骤#10中，利用控制电路100及驱动电路200施加试验电流，并利用初始位置检测电路300监视汇点电流Isink。控制电路100通过从初始位置检测电路300接收初始位置检测信号S20的输入，而掌握无传感器电动机22的初始位置。当步骤#10中的初始位置检测结束时，使流程前进到步骤#20。
[0047]在步骤#20中，对无传感器电动机22施加与其初始位置对应的初始转矩。此外，当步骤#20中的初始转矩施加结束时，使流程前进到步骤#30。
[0048]在步骤#30中，进行无传感器电动机22的旋转检测判定(判定无传感器电动机22的旋转状态是否正常)。例如，控制电路100监视零交叉信号S30 (U、V、W)的脉冲频率、或电动机转速信号S2的脉冲频率，在该脉冲频率为规定的阈值以上时，判定无传感器电动机22的旋转状态正常，并将旋转检测信号Sdet(控制电路100的内部信号)切换为高电平(旋转检测时的逻辑电平)。
[0049]此外，在步骤#30中做出了 “YES”判定(Sdet = H)的情况下，使流程前进到步骤#40，无传